Существует только один вид подключения микрофонов, известный как фантомное питание. Спецификация фантомного питания приведена в DIN45596. Изначально было стандартизовано питание в 48 вольт (P48) через резисторы 6,8кОм. Значение номиналов не столь критично как их согласованность. Она должна быть в пределах 0,4% для хорошего качества сигнала. В настоящее время стандартизировано фантомное питание на 24 (P24) и 12 (P12) вольт, но применяется оно гораздо реже чем питание на 48 вольт. Системы, использующие более низкое напряжение питания используют резисторы меньшего номинала. Большинство конденсаторных микрофонов могут работать в широком диапазоне напряжения фантомного питания. Питание 48 вольт (+10%...-20%) по умолчанию поддерживается всеми производителями микшерных пультов. Существует оборудование, которое использует более низкое напряжение фантомного питания. Чаще всего это напряжение составляет 15 вольт через резистор 680 Ом (подобное, например, используется в портативных звуковых системах). Некоторые беспроводные системы могут использовать еще более низкое напряжение питания, от 5 до 9 вольт.
Фантомное питание в настоящее время является наиболее распространенным методом питания микрофонов из-за его безопасности при подключении динамического или ленточного микрофона ко входу с включенным фантомным питанием. Единственная опасность заключается в том, что в случае короткого замыкания кабеля микрофона, или при использовании микрофона старой конструкции (с заземленным выводом), через катушку начнет течь ток, который повредит капсюль. Это хороший повод для регулярной проверки кабелей на короткое замыкание, а микрофонов на наличие заземленного вывода (чтобы случайно не включить его во вход под напряжением).
Название "фантомное питание" пришло из сферы телекоммуникаций, где фантомная линия представляет собой передачу телеграфного сигнала с использованием земли, в то время как речь передается по симметричной паре.
6.1 Фантомное питание вида P48, P24 и P12
Зачастую существует путаница в различных, но на самом деле сходных видах фантомного питания. DIN 45596 определяет, что фантомное питание может быть достигнуто одним из трех видов стандартных напряжений: 12, 24 и 48 вольт. Чаще всего способ питания микрофона может меняться в зависимости от подаваемого напряжения. Индикация того, что микрофон получает питание, обычно отсутствует, но напряжения 48 вольт вольт будет рабочим наверняка.
Создание чистого и стабильного напряжения 48 вольт является задачей сложной и дорогостоящей, особенно когда имеются только батарейки типа крона 9 вольт. Отчасти из-за этого большинство современных микрофонов способны работать с напряжением в диапазоне от 9-54 вольт.
6.2 Фантомное питание электретных микрофонов
Схема ниже (Рис.19) самый простой способ подключить электретный микрофонный капсюль к балансному входу микшерного пульта с фантомным питанием 48 вольт.
Учтите, что это лишь самый простой способ "пришпандорить" электретный микрофон к пульту. Подобная схема работает, но имеет свои недостатки, такие как высокая чувствительность к шуму фантомного питания, не балансное подключение (склонна к помехам) и высокое выходное сопротивление (нельзя использовать длинные кабели). Эта схема может быть использована для проверки капсюля электретного микрофона при подключении к микшерному пульту с помощью короткого кабеля. Также при использовании этой схемы шумы переходных процессов (например при включении или отключении фантомного питания, при присоединении к микшерному пульту, а так же отключении от него) имеют очень большой уровень. Другой недостаток этой схемы в том, что она не симметрично загружает питающую цепь фантомного питания. Это может сказаться на работоспособности некоторых микшерных пультов, особенно старых моделей (в некоторых микшерных пультах входной трансформатор может закоротить и сгореть, в этом случае пины 1 и 3 замыкаются через резистор 47Ом).
На практике эта схема работоспособна при использовании с современными микшерными пультами, но она не рекомендуется для проведения реальной записи, либо всякого другого применения. Гораздо лучше использовать схему с балансным подключением, она значительно сложнее, но намного лучше.
6.3 Симметричная схема подключения электретного микрофона
Выход этой схемы (Рис.20) симметричный, и имеет выходное сопротивление 2кОм, благодаря чему ее возможно использовать с микрофонным кабелем длинной до нескольких метров.Емкости в 10мкФ, которые включены на выход пинов Hot и Cold, должны быть высококачественными пленочными конденсаторами. Их номинал может быть уменьшен до 2,2мкФ если входное сопротивление предусилителя 10кОм или более. Если вы по какой-то причине используете вместо пленочных конденсаторов электролиты, то следует подбирать конденсаторы рассчитанные на напряжение более 50В. Кроме того, в параллель им необходимо включить пленочные конденсаторы в 100нФ. Конденсаторы, включаемые в параллель со стабилитроном должны быть танталовыми, но при желании совместно с ними можно использовать пленочные конденсаторы в 10нФ
Подключаемый кабель должен быть двужильным экранированным. Экран припаивается к стабилитрону и не припаивается к капсюлю. Распиновка стандартная для XLR разъема.
6.4 Улучшенная схема подключения электретного микрофона к фантомному питанию
Эта схема (Рис.21) обеспечивает меньшее выходное сопротивление чем схема рассмотренная выше (Рис.20):В качестве биполярных PNP транзисторов могут использоваться BC479. В идеале они должны быть подобраны максимально одинаковыми, с целью минимального уровня шума и согласованности усиления. Имейте ввиду, что напряжение между коллектором и эмиттером может достигать 36В. Емкости в 1мкФ должны быть высококачественными пленочными конденсаторами. Схема может быть улучшена путем добавления конденсаторов номиналом 22пФ параллельно резисторам 100кОм. Для минимизации собственного шума резисторы номиналом 2,2кОм должны быть точно подобраны.
Источник: PZM Modifications web page by Christopher Hicks.
6.5 Внешний блок фантомного питания
Это схема (Рис.22) внешнего блока фантомного питания, используемого с микшерными пультами, у которых фантомного питания нет:
Источник питания +48В заземлен на землю сигнальную (пин 1). Напряжение +48В может быть получено с использованием трансформатора и выпрямителя, с помощью батареек (5 штук по 9В, итого 45В, которых должно быть достаточно), либо с использованием DC/DC преобразователя, питаемого от батареи.
Между сигнальными проводами и землей должны быть по два стабилитрона на 12В, включенные спина к спине, чтобы не допустить импульс в 48В через конденсаторы на вход микшерного пульта. Резисторы, номиналом 6,8кОм, следует использовать высокоточные (1%) для уменьшения уровня шума.
6.6 Получение напряжения +48 В для фантомного питания
В микшерных консолях напряжение фантомного питания обычно получают используя отдельный трансформатор, либо DC/DC преобразователь. Пример схемы, использующей DC/DC преобразователь можно найти на http://www.epanorama.net/counter.php?url=http://www.paia.com/phantsch.gif (схема одного микрофонного предусилителя от PAiA Electronics).Если вы используете батарейка, то возможно вам будет полезно знать, что множество микрофонов, требующих фантомное питание, прекрасно работают и с напряжением меньше 48В. Попробуйте 9В, а затем увеличивайте его до тех пор, пока микрофон не начнет работать. Это гораздо проще, чем использовать DC/DC преобразователь. Однако необходимо помнить, что звучание микрофона, запитанного от меньшего напряжения, может сильно отличаться, и это следует учитывать. Пять батареек по 9В обеспечат питание 45В, которого должно хватить любому микрофону.
Если вы используете батарейки, закоротите из конденсатором, чтобы ограничить звуковой тракт от их шума. Для этого можно использовать конденсаторы на 10мкФ и 0,1мкФ в параллель с батарейками. Также батарейки могут использоваться с резистором на 100Ом и конденсатором на 100мкФ 63В.
6.7 Влияние фантомного питания на подключаемый динамический микрофон
Подключение динамического микрофона двужильным экранированным кабелем ко входу микшерного пульта с включенным фантомным питанием не приведет ни к каким физическим повреждениям. Так что с наиболее популярными микрофонами проблем быть не должно (если они правильно распаяны). Современные динамические микрофоны с балансным подключением сконструированы таким образом, что их подвижные элементы не чувствительны к положительному потенциалу, получаемому от фантомного питания, и они прекрасно работают.Множество старых динамических микрофонов имеют центральный отвод, заземленный на корпус микрофона и экран кабеля. Это может привести к короткому замыканию фантомного питания на землю и спалить обмотку. Легко проверить так ли это в вашем микрофоне. С помощью омметра проверяется контакт между между сигнальными выводами (2 и 3) и землей (вывод 1, либо корпус микрофона). Если цепь не разомкнута, то не используйте данный микрофон с фантомным питанием.
Не пытайтесь подключить микрофон с не балансным выходом ко входу микшерного пульта с фантомным питанием. Это может привести к повреждениям оборудования.
6.8 Влияние фантомного питания на другое аудио оборудование
Фантомное питание в 48В это достаточно высокое напряжение, по сравнению с тем, с которым обычно работает обычное аудио оборудование. Необходимо быть очень внимательным и не включать фантомное питание на входах, к которым подключено оборудование, не предназначенное для этого. В противном случае это может привести к повреждению оборудования. В особенности это касается оборудования потребительского класса, подключенного к пульту через специальный адаптер/конвертер. Для безопасного подключения используется трансформаторная развязка между источником сигнала и входом пульта.6.9 Подключение профессиональных микрофонов к компьютерам
Типичные компьютерные аудио интерфейсы обеспечивают питание напряжением лишь 5В. Зачастую это питание носит название фантомного, но следует понимать, что оно не имеет ничего общего с профессиональной аудио техникой. Профессиональным микрофонам, как правило, требуется питание 48В, многие из них будут работать и с напряжением от 12 до 15 вольт, но бытовая звуковая карта не сможет обеспечить и этого.В зависимости от бюджета и технической подкованности, вы можете либо перейти на использование бытовых микрофонов, либо самостоятельно изготовить внешний блок фантомного питания. Можно использовать как внешний источник напряжения, так и встроенный в компьютер блок питания. Как правило, каждый компьютерный блок питания имеет выход +12В, так что остается лишь подключить его правильном образом.
7. T-powering и A-B powering
T-powering новое название того, что ранее называлось A-B powering. T-powering (сокращение от Tonaderspeisung, так же рассмотренное в стандарте DIN45595) было разработано для использования в портативных устройствах, и до сих пор широко распространено в звуковом кинооборудовании. T-powering в основном используется звукооператорами в стационарных системах, там, где требуется использовать длинные микрофонные кабели.T-powering обычно имеет напряжение 12В, подаваемое на балансную пару через резисторы на 180Ом. Из-за разности потенциалов на микрофонном капсюле, при подключении динамического микрофона через его катушку начнет течь ток, что негативно скажется на звучании, а спустя какое-то время приведет к повреждению микрофона. Таким образом к данной схеме могут быть подключены микрофоны, специально предназначенные для питания по технологии T-powering. Динамические и ленточные микрофоны при подключении будут повреждены, а конденсаторные скорее всего не будут работать должным образом.
Микрофоны, использующие T-powering, с точки зрения схемотехники представляют собой конденсатор, и, следовательно, препятствуют протеканию постоянного тока. Преимуществом технологии T-powering является то, что экран микрофонного кабеля не обязательно подключать с обоих концов. Эта особенность позволяет избежать появления земляной петли.
Схема подключения микрофона, питаемого по технологии T-powering от внешнего источника, к микшерному пульту с симметричным входом, приведена на рисунке ниже (Рис.23):
 |
| Рис.23 - Схема внешнего питания T-powering |
8. Другая полезная информация
Микрофоны с балансным выходом можно использовать при подключении к не балансному входу, делая соответствующую разводку (это частая практика). Микрофоны с не балансным выходом, соответственно могут быть включены в симметричный вход, но никаких преимуществ это не дает. Не симметричный сигнал может быть преобразован в симметричный с помощью специального устройства - Di-Box.При построении данной схемы, будет полезно добавить выключатель, чтобы отключать батарейку в то время, когда микрофон не используется. Выходное сопротивление этой схемы в районе 2кОм, поэтому не рекомендуется использовать слишком длинный микрофонный кабель.
Батарейка включается последовательно с микрофоном (Рис.05). Эта схема работает, если постоянный ток, поступающий от батарейки, не оказывает на предусилитель негативного влияния. В подавляющем большинстве случаев неправильная полярность при низком напряжении не вызывает никаких повреждений микрофонного капсюля.
Примечание 1: на выход этой схемы поступает постоянный ток в несколько вольт. Если это создает проблемы, необходимо добавить конденсатор последовательно с выхода микрофона. Микрофонные капсюли обычно не восприимчивы к к постоянному току от 3 до 9 вольт, и будут работать (хотя уровень подаваемого напряжения может повлиять на выходное напряжение микрофона).
В этом документе собраны электрические схемы и информация о том, как построено питание электретных микрофонов. Электретные микрофоны схожи с конденсаторными по принципу преобразования механических колебаний в электрический сигнал. Нагрузочный резистор определяет сопротивление капсюля, и предназначен для согласования с малошумящим предусилителем. Электретные микрофоны нуждаются в напряжении смещения для встроенного буферного предусилителя. В первую очередь необходимо убедиться что микрофон в выбранной трубке электретный. Множество небольших видео камер и рекордеров используют 3,5мм микрофонный стерео штекер для подключения стерео микрофонов. Некоторые устройства предназначены для микрофонов с внешним источником питания, в то время как другие подают питание через тот же разъем, по которому передается аудио сигнал.
Популярный фантомное питание хорошего качества и по доступным ценам вы можете купить на AliExpress.
12 вольт ещё бывают, ленточные, как правило, +60 вольт ещё наши были, Октава, ЛОМО и, по-моему, ещё Экран… Проблема в том, что сигнал с микрофона не виден на компьютере т.е. не приходит на него — уровень стоит на месте и не реагирует. Может проблема в переходнике с XLR-3 на миниджек, или в убогости встроенной аудио-карты? Получается, что ни одна из вышеуказанных распаек кабеля Вам не подойдёт.
То есть получаем, что минимум 32В, но если при большем напряжении звук чище, то большее напряжение приветствуется, но в пределах 48В.А насколько важно какой микрофон?Просто он, какбэ… Есть информация, что данная внешняя звуковуха за 1$, всё-таки, режет верхи и низы2. Есть подозрение, что микрофон со шнуром, идущим в комплекте работает, как бы, в пол-силы. Тогда из схемы можно исключить R7. Он не нужен. Не понятна ваша фраза «со звуковухой на ~4В прилично лучше работает.» Обьясните поподробнее. Ну, в принципе да. Но если исключить R7 как тогда контакты XLR со схемой будут соединены. Напряжение будет зависеть от номинала резистора и микрофона.
Хотите выбрать микрофон для студии звукозаписи? Качество этих микрофонов признано во всем мире! За рубежом микрофоны «Oktava» популярны не мене, чем микрофоны фирм: Rode, AKG, Neumann, Shure… Это старая, надежная, проверенная схема. Такие микрофоны используют в основном в студиях при записи, они дают очень естесственный и качественный звук. Также у них большая чувствительность. На этом сайте представлена линейка продукции завода Октава для профессиональной работы со звуком.
Однако, в конденсаторных микрофонах можно добиться большей чувствительности, и более мягкого, более натурального звука, особенно на высоких частотах. Вдобавок, конденсаторные микрофоны могут быть сделаны очень маленькими без ущерба для характеристик. Источники фантомного питания имеют ограничители по току, которые предотвращают повреждение динамического микрофона в случае короткого замыкания или неправильной распайки. Микрофон, выход которого одинаков для всех частот имеет пологую АЧХ. Микрофоны с пологой АЧХ обычно имеют расширенный диапазон. Вдобавок, мы не можем отвернуть всенаправленный микрофон в сторону от ненужных источников звука, таких как порталы, что может вызвать заводку (эффект обратной связи). Балансный микрофонный вход усиливает только разницу между сигналами, и игнорирует ту часть сигнала, что одинакова у обоих проводников.
P.S. Возможно ещё питание подсаживается из-за утечки в конденсаторах. Проблемма запиток электретных «таблеток» типа Panasonic WM61 решалась в радиоделе очень просто. Номинал резистора R2 может варьировать от 20к до 120к. Если у вас золотые уши — экспериментиркйте и подбирайте в этих заданых пределах величину резистора на слух по наилучшему звучанию. Так же стоит на слух подобрать номинал конденсатора С1. Значение которого будет 0.022 мкф — для речи и 1 мкф для записи инструментов и вокала. Последние две схемы, где резистор на землю называются «Схемы запитки на делителе напряжения».
Краткий пересказ статьи сводится к тому, что компьютерный микрофон — это электретный капсюль. Электретный капсюль — это, с электрической точки зрения, полевой транзистор с открытым истоком. Во-первых, нет в капсюле резистора в стоковой цепи, сам видел, когда разобрал. Здесь левая часть рисунка — это электретный капсюль (микрофон), правая — звуковая карта компьютера. По сравнению с микрофоном без усилителя сигнал увеличился примерно раз в 10 (22дБ).
Источники фантомного питания часто встроены в микшерные пульты, микрофонные предусилители и подобное оборудование. Коаксиальным кабелем соединены принимающая антенна и приёмник (телевизор). Сигнал от антенны достигает приёмника одновременно с тем как питание малошумящего усилителя, вмонтированного в антенну, подаётся со стороны приёмника.
